异戊二烯的发展

异戊二烯应用市场前景及其生产技术进展

牟克云

（中石化长岭分公司技术开发处）

摘要：异戊二烯是合成橡胶的重要单体。主要用于合成异戊橡胶、SIS。其次，用作合成丁基橡胶的一种共聚单体，以改进丁基橡胶的硫化性能，异戊二烯还用于制造农药、医药、香料及黏结剂等。本文对异戊二烯国内外应用现状及应用前景进行了分析。同时还介绍了目前生产异戊二烯的几种方法，并进行了对比。文章结尾就本公司发展该项目提出自己的看法和建议。

关键词：异戊二烯市场生产技术工业化

1 异戊二烯性质及应用领域

异戊二烯﹙2-methylbutadiene﹚别名异戊间二烯、2-甲基-1，3-丁二烯，分子式为C5H8，分子量为68.12。CAS号：78-79-5。

异戊二烯在常温下是一种无色易挥发、刺激性油状液体。不溶于水、溶于苯，易溶于乙醇、乙醚、丙酮。与空气形成爆炸性混合物，爆炸极限＞1.6%。异戊二烯因含有共扼双键，化学性质活泼，易发生均聚和共聚反应，能与许多物质发生反应生成新的化合物。

表1 异戊二烯性质

性质指标

分子量68.12

化学结构式C5H8

外观无色易挥发、刺激性油状液体

相对密度D20200.681

折光率N20D 1.4216

沸点（101.3kPa）/℃34.07

凝固点/℃-145.96

闪点/℃-48

自燃点/℃220

溶解性不溶于水、溶于苯，易溶于乙醇、乙醚、丙酮

异戊二烯是合成橡胶﹙SR﹚的重要单体。主要用于合成异戊橡胶﹙IR﹚、SIS﹙苯乙烯—异戊二烯—苯乙烯嵌段共聚物的简称﹚。其次，用作合成丁基橡胶﹙IIR﹚的一种共聚单体，以改进IIR的硫化性能，异戊二烯还用于制造农药、医药、香料及黏结剂等。

2 国内外异戊二烯应用领域及市场情况

异戊二烯可从裂解C5馏分中分离获得，也可通过异戊烯、异戊烷脱氢或异丁烯和甲醛反应制取。在美国和日本，异戊二烯主要是从裂解C5馏分中分离获得的；而在俄罗斯则是通过异戊烯、异戊烷脱氢及

异丁烯—甲醛合成法获得的。目前，用于生产SIS、IR、IIR的异戊二烯占异戊二烯总量的95%以上，其余部分用于生产维生素、药物、香料、环氧硬化剂等精细化工产品。目前，美国、西欧用于生产SIS的异戊二烯的量已超过异戊橡胶的量。目前我国异戊二烯还大部分应用在精细化工领域。

2.1 国外异戊二烯利用状况

2. 1. 1 美国异戊二烯的利用情况

表2为美国异戊二烯的消费情况。

表2 美国异戊二烯的消费情况（单位：万吨/年）

用途2000年2001年2002年2003年2004年预计2009年

异戊橡胶 6.6 5.9 6.1 5.8 6.2 6.7

SIS 6.3 6.0 6.3 6.5 6.7 8.0

丁基橡胶0.5 0.5 0.5 0.5 0.6 0.6

其它0.31 0.30 0.33 0.35 0.35 0.40

总计16.5 15.4 16.2 16.3 17.0 19.3

从表2可看出，美国异戊二烯主要用于SIS和IR的消费，少量用于生产IIR产品。

2.1.2 西欧异戊二烯的利用情况

西欧只有荷兰Shell一家厂商生产异戊二烯，纯异戊二烯的产能为2.5万吨/年，主要用于生产IR和SIS，部分用于生产IIR。2002年西欧异戊二烯产量为2.1万吨，进口量为1.97万吨；2003年的产量为2.2万吨，进口量为1.96 万吨；2004年的产量为2.2 万吨。

2. 1. 3 日本异戊二烯的利用情况

日本异戊二烯主要用于生产IR和SIS，少量用于生产IIR，其异戊二烯的消费情况见表3。

表3 日本异戊二烯的消费情况（单位：万吨/年）

用途2000年2001年2002年2003年2004年预计2009年

异戊橡胶 6.8 5.5 6.6 6.6 6.6 6.9

SIS 2.6 2.7 2.7 2.7 2.7 2.7

丁基橡胶0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3

其它 1.0 1.3 1.4 1.4 1.6 1.6

总计10.7 9.7 11.0 11.0 11.0 11.5

2.2 国内异戊二烯利用状况

我国早在上世纪60年代就开始对异戊二烯利用进行开发研究，在合成橡胶、合成石油树脂、香料、医药与农药等领域进行了开发研究应用。但在合成橡胶等领域进展迟缓。

我国异戊二烯开发研究及应用情况见表4：

表4 我国异戊二烯开发研究及应用情况

开发利用项目研究开发单位规模/t.a-1备注

顺式聚异戊二烯橡胶中石油吉林石化等50

反式聚异戊二烯中石油吉林石化等100

液体聚异戊二烯中石油吉林石化10 中试

丁基橡胶上海合成橡胶厂等32 中试

丁戊橡胶中科院长春应化所小试

苯乙烯—异戊二烯—苯乙烯中石化巴陵石化中试

开发利用项目研究开发单位规模/t.a-1备注

嵌段共聚物﹙SIS﹚中石化燕山石化

甲基庚烯酮上海医药研究所等1200

芳樟醇西南化工研究院中试

维生素E 西南化工研究院500

萨利麝香江苏靖江溶剂厂15

麝香中科院大连化物所等小试

垅牛儿醇中科院上海有机所小试

法尼醇、异植物醇中科院上海有机所小试

二氯菊酸二酯中石化上海石化等400

氯苯醚菊酯中科院上海有机所中试

脂环族C5石油树脂中石化上海石化中试

改性不饱和树脂华东理工大学小试

乙丙橡胶第三单体中石化金陵石化等1000

1966年由吉化化工研究院、长春应用化学研究所共同开发了钛系催化体系的IR。于1970年又开发了稀土催化体系IR，并在吉化建立了年产500吨的中试装置，进行了长时间的运转，提供了几十吨的产品。1973年在北京燕山万吨级BR装置上进行了放大及工业考察试验，1975年通过了部级初步定型鉴定，1987年完成了年产1. 3万吨IR基础设计，同年《稀土催化体系合成异戊橡胶技术开发》通过化工部技术鉴定。1992年，上海高桥石化也提出了《年产1万吨IR装置予可行性研究》。北京橡胶工业研究设计院从60年代开始，对IR的应用研究也进行了大量的工作，已初步形成一套应用技术。这也为近期从俄罗斯进口IR的顺利使用提供了良好基础。以后还有部门对IR项目先后进行过多次论证，但经过这段漫长时间，至今IR在我国仍是空白。原因有多方面，但有两点谈论的最多，一是异戊二烯单体问题，二是IR的价格能否与NR竞争的问题。

2.3 异戊二烯市场需求及前景分析

2.3.1 异戊二烯在精细化工领域应用

目前我国异戊二烯还大部分应用在精细化工领域。其中，两个方面用量较大：一是经甲基庚烯酮、芳樟醇最终合成芳樟酯等香精香料、维生素E等；二是经异戊烯醇合成高效低毒农药拟除虫菊酯类杀虫剂的中间体贲亭酸酯﹙主要是甲酯、乙酯﹚及其下游二氯菊酸酯、DV菊酰氯(二氯菊酰氯)。

我国政府已出台政策规定，自2007年起全面停止使用高毒有机磷农药，要以高效低毒的新型杀虫剂进行替代。拟除虫菊酯类杀虫剂是高效低毒、低残留的广谱性杀虫剂，能防治百余种害虫，是国际市场上重要的一大类农药。而贲亭酸酯和DV菊酰氯是拟除虫菊醋类杀虫剂的重要中间体，国内产不足需，主要依靠进口，每年进口数千吨。目前国内多家农药企业在建、拟建年产量千吨级贲亭酸酯/DV菊酰氯装置，建成投产后年需异戊二烯数千吨。

2.3.2 异戊二烯在聚合物领域应用

相比精细化工领域，我国异戊二烯在聚合物领域的发展空间更大，目前我国IR、IIR、SIS产不足需。尤其是IR作为NR的替代产品，需求潜力巨大。

2.3.2.1 异戊二烯在IR领域应用

异戊二烯橡胶因其分子结构与NR相同，俗称合成天然橡胶，是世界上通用SR中仅次于丁苯橡胶﹙SBR﹚顺丁橡胶﹙BR﹚的第三大品种，凡是使用NR的橡胶制品包括轮胎，都可以使用IR。

随着我国国民经济的增长，汽车工业的高速发展，大大促进了橡胶轮胎和各种汽车橡胶配件的需求，目前我国橡胶年耗量已达500万吨﹙其中天然橡胶耗量约为230万吨，合成橡胶耗量约为270万吨﹚，居世界第一位。预计到2010年将超过670万吨，年均增长5. 5%以上。而目前橡胶资源已呈紧缺态势，价格攀升。国内NR的生产增速缓慢，无法满足需求的增长已成定局。目前年进口NR数量在150万吨以上，花外汇20亿美元以上，今后进口NR将超过200万吨，占世界NR总资源的20%以上。橡胶是战略物质，